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尼龍-6作為尼龍材料最主要產品之一,被廣泛用于尼龍纖維、工程塑料和薄膜等行業。預計到2024年,全球尼龍-6的產量將達到890萬噸/年。環己酮肟是合成尼龍-6的重要前體。目前,全球90%以上的環己酮肟是通過傳統的環己酮-羥胺法生產的。但是該方法需要使用危險的氫氣和腐蝕性的硫酸,存在安全、成本和環境等問題。

因此,研究者致力于發展環己酮肟的替代生產策略。環己酮-氨氧化法是最有前途的一種環己酮肟替代生產方法,并已用于工業生產。在該方法中,H2O2作為氧化劑氧化NH3原位產生羥胺(NH2OH),然后羥胺與環己酮縮合產生環己酮肟。然而,該方法需要使用H2和過量的H2O2,成本高且裝置易腐蝕。

最近,Hutchings等發展了一種利用H2和O2原位生產H2O2與環己酮反應合成環己酮肟的方法。該方法無需過量H2O2,更加經濟,但仍需要貴金屬催化劑、H2和高溫條件。因此,開發一種綠色、溫和、高效的環己酮肟的合成策略具有重要意義。最近,天津大學張兵課題組發展了一種環己酮肟的綠色電合成方法。該方法以亞硝酸鹽為氮源,水為氫源,常溫常壓下進行,避免了貴金屬催化劑和硫酸/雙氧水的使用。環己酮肟的產率可達92%,選擇性高達99%。經濟技術分析結果表明該方法是可盈利的。該策略不僅為環己酮肟的生產提供了一條可持續的路線,還有望為其他涉及羥胺反應物的工業生產過程中提供新方法。相關成果發表在國際頂級期刊《NatureCommunications》上。